ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Сушка влажных материалов

Сушка представляет собой процесс удаления влаги из твердого или пастообразного материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет подведенного к материалу тепла. Это термический процесс, тре­бующий значительных затрат тепла.

Сушка широко применяется в химической, химико- фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Относи­тельно широкое распространение сушка получила в области обработки осадка городских сточных вод (барабанные сушилки, сушка во встречных струях). Процессы термического удаления той части влаги, которую не­возможно удалить механическим путем, могут также найти применение при обработке ПО, которые необходимо подготовить к транспортирова­нию и дальнейшей переработке (например, гальванические шламы), а так­же при обработке некоторых отходов химической, пищевой и других от­раслей промышленности. Сушка осуществляется конвективным, контакт­ным, радиационным и комбинированными способами.

Метод сушки выбирают на основе технологических требований к высушиваемому продукту и с учетом технико-экономических показателей. Процесс сушки осуществляется за счет тепловой энергии, вырабатываемой в генераторе тепла. Генератором тепла могут служить паровые или газовые калориферы, топки, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, инфракрасные излучатели и генераторы электрического тока. Выбор генератора тепла обычно определяется схемой и методом сушки, физическими свойствами высушиваемого материала и требуемым режи­мом сушки. При возможности целесообразно использовать тепло отходя­щих газов или отработанного пара, при этом одновременно утилизируются тепловые отходы.

Сушка - процесс тепломассообменный. Удаление влаги с поверхно­сти тесно связано с продвижением ее изнутри к поверхности. Сушка отли­чается от выпаривания тем, что в первом случае удаление влаги происхо­дит при любой температуре, если АР = Рц* - Рд", во втором - если давле­ние образующихся паров равно давлению окружающей среды (например, кипение воды происходит при давлении, равном барометрическому). Вы­паривание происходит из всей массы жидкости, при сушке же влага удаля­ется с поверхности высушиваемого материала. Выпаривание - более ин­тенсивный процесс, чем сушка, однако не все материалы можно подвер­гать выпариванию. Так, влага из твердых материалов удаляется только те­пловой сушкой.

Конвективная сушка воздухом или газом является наиболее распро­страненной. В воздушной сушке, так же как и в газовой, тепло передается от теплоносителя непосредственно высушиваемому веществу. Для получе­ния материала необходимого качества особое внимание должно уделяться технологическому режиму сушки, правильному выбору параметров тепло­носителя и режиму процесса (выбор оптимальной температуры нагрева материала, его влажности и т. д.). Оптимальный режим сушки, влияющий на технологические свойства материала, зависит от связи влаги с материа­лом.

По мере удаления влаги с поверхности материала за счет разности концентрации влаги внутри материала и на его поверхности, происходит движение влаги к поверхности путем диффузии. В некоторых случаях имеет место так называемая термодиффузия, когда движение влаги внутри материала происходит за счет уменьшения разности температур на по­верхности и внутри материала. При конвективной сушке оба процесса имеют противоположное направление, а при сушке токами высокой часто­ты - одинаковое.

При сушке некоторых материалов до низкой конечной влажности тепло расходуется не только на подогрев материала и испарение влаги из него, но и на преодоление связи влаги с материалом. В большинстве слу­чаев при сушке удаляется водяной пар, однако, в химической промышлен­ности иногда приходится удалять пары органических растворителей. Неза­висимо от того, какая жидкость будет испаряться, закономерности процес­са те же.